Le Professeur Dubost développe, en collaboration avec des

INTERPRETATION DES EFFETS “IN VITRO” ET “IN VIVO” DU
RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE D’UNE ANTENNE A
PLASMA CONFINE
G. DUBOST * - A. BELLOSSI **
(*) : Professeur émérite, Université de Rennes 1, IETR, UMR CNRS 6164
Campus de Beaulieu, 35042 – Rennes, France
(**) : Docteur en Médecine, Professeur de Biophysique
14th Colloque International sur la compatibilité Electromagnétique ,session
C4 Bio électromagnétisme, CEM 2008 Paris, « Les Cordeliers » 20-21 mai
2008.
Mots clés : Plasma. Résonances acoustique, cyclotronique, électrique basses fréquences, cellule.
Résumé. Après un rappel des effets biologiques
bénéfiques reconnus de certains rayonnements et
des précautions à prendre pour d’autres, nous
caractérisons les rayonnements émis in “vivo” et
“in vitro” par une antenne à plasma confiné, dont
les propriétés non linéaires du plasma [11]
permettent de justifier les effets de résonances
acoustique, magnétique et électrique sur les
cellules.
I. GENERALITES
Les effets biologiques des ondes électomagnétiques
de très basses fréquences sont évoqués. Les
systèmes biologiques réagissent seulement pour des
bandes étroites en intensité et en fréquence (effet
fenêtre). La présence d’effets non linéaires
complique leur compréhension. Le développement
des lignes aériennes haute tension à proximité des
habitations a fait l’objet de nombreuses polémiques.
Le champ électrique endogène très faible qui en
résulte et l’induction magnétique peuvent
éventuellement provoquer des effets biologiques
néfastes si le temps d’exposition est long. Au cours
de la dernière guerre, l’utilisation de radar de forte
puissance avait, pour le personnel, nécessité des
zones de stationnement interdites. Ainsi la densité
de puissance néfaste pour les yeux avait été fixée à
30 mW/cm2 pour les fréquences inférieures à 1
GHz et à 10 mW/cm2 pour celles comprises entre 1
et 3 GHz. Aujourd’hui ces limites sont considérées
beaucoup trop élevées.
Le développement des radiotéléphones est l’objet
de nombreuses discussions sur l’épidémiologie en
se basant sur des résultats théoriques et rarement
expérimentaux tant les conséquences néfastes qui
peuvent en résulter sont programmés à longue
échéance.
Un article récent [1] démontre les incertitudes des
effets biologiques déduits des résultats scientifiques
encore
insuffisants
sur
les
“ondes
de
radiofréquences ” en particulier émises par le WiFi, téléphone mobile, etc… Cependant il est enfin
reconnu que certaines études épidémiologiques sur
la téléphonie mobile montrent une augmentation
des risques de tumeurs ! Par contre, le domaine des
ondes millimétriques entre 20 et 300 GHz n’est pas
évoqué alors qu’à ce jour nous devons considérer
les effets biologiques dits « subtils » qui peuvent
apparaître pour des densités de puissance bien
inférieures à celles relatives aux effets
“thermiques”.
II. INTRODUCTION
La théorie de la résonance cyclotronique liant le
rapport de la charge électrique à la masse de l’ion, à
la fréquence de l’induction magnétique, explique la
traversée membranaire des ions en milieu
biologique. L’utilisation d’un générateur spécifique
à champ magnétique pulsé a permis l’obtention de
guérisons dans diverses affections telles la sinusite
[2], les calcifications tendineuses [3], les
rhumatismes inflammatoires [4], les bronchites
chroniques [5]. Trois ensembles de souris après
ingestion quotidienne d’huile végétale furent
exposés aux très basses fréquences pour lesquelles
on peut considérer séparément les champs
électrique et d’induction magnétique. L’influence
du temps d’exposition du champ électrique et la
variation de la concentration ionique due à la
résonance cyclotronique ont été mises en évidence
par des mesures de croissance de poids, de taux de
cholestérol et de triglycérides [6]. Depuis des effets
anti-inflammatoires, anti-infectieux, cicatrisants,
dus aux champs magnétiques pulsés ont été signalés
à de nombreuses reprises sans effets secondaires
indésirables.
Dans un autre registre nous avions déjà indiqué en
1998 [7] la nécessité d’éloigner de l’oreille un
téléphone portable pendant l’émission d’un watt à
la fréquence de 900 MHz pour être en conformité
avec les recommandations de l’International
Radiation Protection Association (IRPA), normes
moins sévères que les actuelles.
Le projet d’un système de communications
hertziennes à haut débit à l’intérieur des bâtiments
(réseaux locaux WLAN) prévu à 60 GHz, mais non
encore en service à ce jour, a été l’objet d’une étude
sur les effets biologiques éventuels. Nous avons
montré que l’exposition entraîne un effet variable
sur la survie de souris greffées avec la leucémie
L1210, un accroissement plus rapide de la tumeur
de Lewis et une activité accrue de souris saines
suivie pendant 9 mois [ 8].
C’est la raison pour laquelle, suite aux premiers
résultats obtenus à 60 GHz et à l’analyse faite, nous
avons prévenu les utilisateurs des fréquences de la
bande millimétrique des effets biologiques qui
pourraient survenir ultérieurement [9] (exemple
missiles autodirecteurs types MLRS dans la bande
des 1011 Hz). De plus nous avons montré que l’eau
pure à 20° C peut être considérée comme un milieu
“conducteur” dans la bande millimétrique entre
2.1010 et 5.1011 Hertz [10]. C’est sensiblement dans
cette bande que le coefficient d’absorption par
longueur d’onde de l’eau est maximum ainsi que le
confirment des mesures de conductivité réalisées
par d’autres auteurs sur l’ADN du tymus du veau.
En effet l’appréciable conductivité mesurée de
l’ADN est due aux pertes par relaxation des dipôles
des molécules d’eau l’entourant.
L’objet de cette communication est de montrer les
effets “in vitro” et “in vivo” du rayonnement émis
par un dispositif électronique associé à une antenne
à plasma confiné [11]. La précédente et récente
communication [12] a été scindée en deux parties :
-L’une [11] donnée dans une première
communication approfondit la physique du plasma
en particulier la description et la formulation des
effets non linéaires.
- L’autre, qui fait l’objet de cette communication
ajoute aux effets “in vivo” sur les organes les effets
“in vitro” sur les cellules en particulier d’origine
sonore.
III. CHAMPS ELECTRIQUE, D’INDUCTION
MAGNETIQUE ET DENSITE SPECTRALE
Chaque organe peut être défini physiquement par
n  n  jk , qui
son indice complexe de réfraction ~
s’exprime, à une fréquence donnée, par sa constante
diélectrique relative et sa conductivité. Le module
du champ électrique, donné en [11] par la formule
(25) et le tableau I, est réduit “in vivo” par le
facteur (n2 + k2) relativement à sa composante
orthogonale à la surface de l’organe. Le tableau I
donne la valeur de n2 + k2 pour différents organes.
Le tableau II donne, en fonction de la fréquence,
les grandeurs physiques déduites de [11] pour la
peau humide. L’induction magnétique n’étant pas
influencée par l’organe, la densité spectrale donnée
dans l’air par [11], formule (27), s’écrit dans le
vivant par l’expression (1) ci-dessous, valable
pour : 200  f  3.104 Hz :
( f ) v 
10 13
r2
.
sin 2 
n 2  k 2 
(1) (en J.s/m3)
Le milieu interstitiel est assimilé à un milieu
aqueux pour lequel la permittivité et la conductivité
sont égales à 80 et 0,6 s/m.
IV.
EFFETS
RAYONNEMENT
BIOLOGIQUES
DU
Il faut remarquer que les puissances réelles mises
en jeu aux basses fréquences et caractérisées par
(uf)v sont très faibles (voir tableau II).. On peut
déduire que des effets thermiques sont à exclure.
Par contre les champs électrique et d’induction
magnétique sont relativement élevés. La pression
alternative appliquée sur la paroi interne du tube de
l’antenne à plasma confiné, qui décroît de 700 à 35
Pascals lorsque la fréquence croît de 200 à 10 3 Hz
(Tableau II de [11]) engendre à l’extérieur, après
affaiblissement, une onde acoustique cylindrique
transmise au vivant. Les trois grandeurs physiques
sont à l’origine des effets biologiques considérés ciaprès.
IV.1 Fragilité
acoustique
des
cellules
par
résonance
La fréquence de résonance acoustique fr du
résonateur d’Helmholtz supposé sphérique est
donnée par la formule :
fr 
1
Vs
.
2 u U
(2)
où V est la vitesse du son, U le volume du
4
résonateur, de rayon R avec V  . R 3 , u le
3
volume de l’ajutage par lequel s’établit la
communication sonore entre la cavité et le milieu
extérieur et dont la section droite circulaire est
 r 2
égale à s = r avec u =
.
Nous avons imaginé un modèle de cellule sphérique
de rayon R, d’épaisseur membranaire égale à  ,
avec des pores de rayon r <<R, plongée dans un
milieu équivalent à l’eau de mer. Dans ce cas à
15°C. on a : V = 1504 m/s. La justification d’une
telle hypothèse a été faite par deux
expérimentations :
2
a) L’une d’elle à partir des résultats de mesures “in
vitro” de résonances de cellules soumises à des
vibrations acoustiques [13]. L’auteur donnait
uniquement, pour différents types de paramécie, le
rayon moyen R , l’épaisseur de la membrane  et
la fréquence de résonance
f qui entraînait
l’éclatement. Nous avons déduit à partir de (2) le
rayon r (3) de l’ajutage pour faire coïncider les
fréquences théorique fr et expérimentale f. Le
tableau III donne les résultats pour différentes
cellules.
Organe
n2 + k2
Peau
humide
4.104
f .R 3 / 2 
r r
(3) où R et  sont exprimés en
207
mètres et fr en Hz.
Les dimensions des pores des cellules calculées
sont cohérentes puisque les valeurs de r (3) sont très
petites devant R et  . La réalité de la cellule est
donc conforme au modèle acoustique proposé.
.
b) L’autre expérience été réalisée récemment [14]
à l’aide d’un équipement électronique, associé à
l’antenne plasma confiné, strictement identique à
celui que nous avons utilisé [11]. Elle confirme la
validité du modèle de cellule proposé. Il s’agit
d’une expérience de destruction de microorganismes “in vitro” dont les rayons moyens R
sont compris entre 150 et 60 µm. Les fréquences de
résonances destructives sont comprises entre 460 et
930 Hz à  5Hz. Pour cette gamme de fréquences
la pression à l’intérieur du tube plasma qui varie
entre 140 et 35 Pascals (voir tableau II de [11]) est
semble-t-il suffisante pour réagir “in vitro” sur les
cellules
concernées.
Foie
Sein
Rein
7.105
4.105
2.106
Matière
grise
2.106
Tableau I - Valable pour f=1KHz
f(Hz)
n2 + k2
(E  ) v V / M
150
6.104
3.106
500
4.104
2.106
103
4.104
5.105
104
3.104
5.103
2.104
3104
103
105
104
2.102
B (T)
10-3
10-3
2.10-4
4.10-5 3.10-5
4.10-6
(f ) v (1)
10-17
10-17
10-17
10-17
10-17
10-17
Tableau II – Peau humide, valable pour r = 0,4 m,    / 2
Spécimen
P. caudatum
P. bursaria
P. calkensi
P. aurelia G’s
P. aurelia 51
P. aurelia 81a
P. trichium
R(µm)
[13]
71,4
41,6
45,4
39,8
38,2
34
29,2
 (µm)
[13]
8,60
4,24
7,32
5,77
5,62
6,80
5,81
f r  f (KHz )
(3)
[13]
1,2
1,7
1,9
3,3
3,5
4,1
7,2
r(nm)
(3)
10,3
4,5
7,6
9,6
9,5
10,2
13,3
Tableau III – P : paramécie
IV.2 Résonance cyclotronique par le champ
d’induction magnétique
Les valeurs élevées du champ d’induction
magnétique B permettent d’envisager des
résonances cyclotroniques d’ions dont les
fréquences fc seraient égales aux fréquences f de
modulation.
f c  q i B / 2m i
(4)
Pour différents ions , (H  , Li  , Mg   , Ca   , I 1 )
q
nous avons : 5.10 6  i  10 8. Compte tenu des
mi
valeurs de B en fonction de f on peut conclure
que les résonances cyclotroniques, qui ont eu des
effets biologiques confirmés (voir le paragraphe II),
sont effectives pour les fréquences f telle que :
500 < f(Hz) < 3.103, avec r = 0,4 m.
IV.3 Rerayonnement d’une fibre nerveuse à la
résonance demi-onde excitée par le champ
électrique [15], [16].
Soit une fibre nerveuse caractérisée par les
paramètres physiques et biologiques suivants :
(  r )m permittivité de la membrane plasmique
d’épaisseur s, (  r )i la permittivité du milieu
interstitiel, a et 2h le rayon et la longueur de la
fibre supposée isolée de l’ensemble du système
auquel elle est reliée, v la vitesse des signaux
physiologiques de basses fréquences transmis,
( E  )v le champ électrique d’excitation supposé
parallèle à la fibre. A la résonance demi-onde pour
laquelle : f=v/4h (5), le champ électrique diffracté
ou rerayonné Ed au point d’observation est égal à :
2
1
 v   r m a
cos  M 
E d  1,09 .  .
. . E  v .
    r i s
2
cos M 3 
(6)

L’angle sous lequel du point d’observation on voit
la fibre nerveuse est égal à   2 M avec :
3

cos  M  h h 2   2
1/ 2 .
En prenant l’exemple d’une fibre nerveuse
musculaire du groupe A, myélinisée, motrice ou
sensitive avec a= 10-5 m, s = 9.10-9 m, v = 120 m/s,
2h = 0,1 m, ( r ) m  10 6 , ( r ) i  80, on trouve
avec f = 600 Hz
(5) :
 

cos  M 3 
E d  1,53 10 4 E  v . 1 /  2 .cos  M 
3


(7)
Avec pour r = 0,4 m :
(E  ) v  5.10 10 / (n 2  k 2 )  5.10 10 / 10 6  5.10 4 V / m,
On obtient :
 

cos  M 3 
E d  7,510 8. 1 /  2 cos  M 
3


(8)
Le tableau IV donne la grandeur du champ
diffracté en fonction de 
(cm)
1
E d (V / m)
(8)
2
5
10
1013 2.1012 3.1011 6.1010
Tableau IV : résonance à f = 600 Hz, r = 0,4 m
IV .4 Effet du champ
membrane cellulaire
électrique
sur
la
Toute membrane cellulaire d’épaisseur s est
soumise à un champ électrique interne Ei, dû à la
densité de charges superficielles  réparties sur les
parois interne et externe, donné par (9) : :
Ei   / o r
(9)
L’ordre de grandeur de Ei est de 107 V/m.
Le nombre de dipôles internes à la membrane,
rapporté à une surface S est égal à (10) :
N   o  r E iS / e
(10)
e désignant la charge élémentaire. Le moment
électrique m de l’ensemble des dipôles est donné
par l’expression (11) :
m  Ne s   Ss
(11)
Soit (E  ) v le champ électrique variant en 1/r3
dû à l’antenne à plasma. Pour exprimer son gradient
on peut écrire :
 E  v

3 E  v
(12)
r
r
La force agissant sur la surface S est égale à :
 E  v
F  m.
(13)
r
Avec les relations (9) (11), (12), (13) on déduit la
pression P exercée sur les parois de la membrane :
P  3  o  r E i E  v .s / r
(14)
Avec : Ei = 107 V/m, s = 9.10-9 m, r = 0,4 m,
 r = 80 (14) s’écrit :
P (Pascals) = 5.10 10 E   v
E  v
(15)
s’exprime en V/m
Dans le cas de la diffraction d’une fibre nerveuse à
la résonance demi-onde, pour 1 <  (cm) < 10
(Tableau IV), la pression (15) est telle que :
30 < P < 5.103 Pascals.
Dans le cas de la peau humide (Tableau II) à 500
Remerciements :
Les auteurs remercient le Professeur Jean Dupuy,
physicien émérite, pour ses nombreux conseils et
suggestions manifestant ainsi son intérêt pour cette
étude, Madame Danielle Lemoine ainsi que
Madame Jacqueline Garçon pour la réalisation du
texte.
Références
Hz avec E  v  2.106 V / m, la pression P (15)
est égale à 10-3 Pascals. Dans ce cas c’est la
pression de résonance acoustique égale à 140
Pascals sur les parois du tube de l’antenne plasma
(voir Tableau II de [11] ) qui pourrait aussi agir sur
la cellule comme cela s’est manifesté “in vitro”
récemment [14] interprété au paragraphe IV.1.b.
[1] Journal “Le Monde” du 19/12 /07
Article de Paul Benkimoun “N’abusons pas des
ondes”.
V - CONCLUSION
[3] A.Bellossi, R. Berget, J.Y. Christien,
“Treatment of sinew calcifications by pulsed
magnetic fields”. The first world congress of
electricity and magnetism in Biology and Medicine
1992, b N-6.
Les fortes valeurs des champs d’induction
magnétique
et
électrique
émis
dans
l’environnement immédiat de l’antenne sont à
l’origine des effets émis “ in vivo” et “in vitro”. Il
s’agit essentiellement de phénomènes de
résonances acoustique, électrique provoqués
directement ou indirectement (rerayonnement de
fibres nerveuses à la résonance) et magnétique
(résonance cyclotronique).
Ils résultent des effets non linéaires apparaissant au
cours de la décharge ionique, se traduisant par des
émissions basses fréquences. Les faibles puissances
réelles mises en jeu permettent d’exclure tout effet
thermique. Cependant il est important de souligner,
hors résonance, la présence de champ électrique
« in vivo » à des fréquences plus élevées de l’ordre
de 105 Hz dont la grandeur est voisine de 102 V/m à
la distance r = 0,4 m.
Ces derniers résultat sont à rapprocher de ceux
donnés dans un article récent [17] publié dans les
PNAS qui traite du ralentissement à la suppression,
de la prolifération de cellules cancéreuses émis “in
vitro” et “in vivo” à l’aide d’un champ électrique de
basses fréquences (entre 105 et 3.105 Hz)
et de grandeur égale de 1 à 2 V/cm, appliqué entre
électrodes implantées ! L’explication donnée par les
auteurs est la suivante : l’inhomogénéité du champ
électrique qui règne au raccordement étroit des
membranes de deux cellules sœurs en cours de
division provoque des forces d’interaction
unidirectionnelles sur les dipôles que sont les
atomes et molécules. Ces forces sont maximales
lorsque la direction du champ électrique est
parallèle à l’axe de la division.
[2] A. Bellossi, “Could you explain it ? Three
healing cases of sinusitis through E.F.L. pulsed
magnetic field”. The 11th BEMS annual meeting
1989 G2-4.
[4] A.Bellossi, R. Berget, L. Jegorel, “How to
recover from arthritis for young people and young
animals – Here the cases of three little girls and a
heifer who recovered from arthritis thanks to the
use of pulsed magnetic fields”. The first EBEA
congress 1992 a.
[5] A. Bellossi, R. Berget, “Treatment of recurent
respiratory infectious through pulsed magnetic
fields”. The 15th BEMS annual meeting 1993 a-G1.
[6] A.Bellossi, G. Dubost, M. Himdi, “Effets
biologiques du champ électrique et du champ
d’induction
magnétique
aux
très
basses
fréquences”. Revue Scientifique et Technique de la
Défense (RSTD) 1997-4 p. 83 à 96.
[7] G. Dubost, A. Bellossi, M. Himdi, J.P. Daniel,
“Safety irradiation of human by RF near fields due
to dipoles”. JINA 98 – Nice – Inter. Symposium on
Antennas.
[8] A. Bellossi, G. Dubost, J.P. Moulinoux, M.
Himdi, M. Ruelloux and C. Rocher, “Biological
Effects of Millimeter-wave Irradiation on Mice –
Preliminary résults”. IEEE Transactions on
Microwave Theory and Techniques. Vol. 48, n° 11,
nov. 2000.
[9] A. Bellossi, M. Ruelloux, C. Rocher, J.M.
Moulinoux, G. Dubost, M. Himdi, “Préventions
des effets Biologiques des Ondes Millimétriques
aux fréquences 28, 38, 60, 77 et 90 à 100
GHz”. RSTD n° 50, déc. 2000, p. 45 à 54.
[10] G. Dubost, A. Bellossi, “Electromagnetic
Radiation Effects on Electronic Particles Transfer
in DNA. Applications to millimeter and optical
ranges”. BEEF, 4th Inter. Workshop 16-20 october
2005 – Crête – Greece, p. 666 to 675.
[11] G. Dubost, A. Bellossi, “ Rayonnement
electromagnétique de solitons d’une antenne à
plasma confiné”. Colloque international sur la
CEM et
les
journées
scientifiques du
CNFRS/URSI, 20-23 mai 2008 Paris.
[12] G. Dubost, A. Bellossi, “Experimental
Approach of the Electromagnetic Effects “in vivo”
due to the solitary-waves radiated by a Confined
Plasma Antenna”. TU 2.11.6. The second European
Conference on Antennas and Propagation EICC
Edinburgh UK, nov. 2007.
[13] E. Ackerman, “Resonances of biological cells
at audible frequencies”. Bull. Math. Biophysics
13.93, 1951.
[14] A.G. Holland, “Spectrum and Waveform
Analysis of a Rife-Base plasma device. Experiment
destroys micro-organisms”. sept.oct 2007.
http://video.google.com/videoplay?docid=
-75688569702927 87 129
[15] G. Dubost, A. Bellossi, “Rerayonnement d’une
fibre nerveuse
irradiée par un champ
électromagnétique
externe
de
très
basse
fréquence ». RSTD n° 61, octobre 2003, P. 127 à
140.
[16] G. Dubost, A. Bellossi, “Electromagnetic field
diffracted by a nervous fiber excited by an external
electric
field”.
Biological
Effects
of
Electromagnetic fields – Third Intern. Workshop. 48 october 2004 – Kos – Greece, p. 482 à 491
[17] Eilon D. Kirson, Rosa Schneiderman, Yoram
Palty and all, “Alternating electric fields arrest cell
proliferation in animal tumor models and human
brain tumors”. PNAS June 12, 2007, vol. 104, n°
24, 10152-10157